Oxidação e Redução Voltagens em Pilhas

Apresentação em tema: "Oxidação e Redução Voltagens em Pilhas"— Transcrição da apresentação:

1 Oxidação e Redução Voltagens em Pilhas

2 Estamos no ramo da química que abrange o
funcionamento de pilhas, a Eletroquímica. Abordaremos as reações de oxidorredução, funcionamento de pilhas e corrosão.

3 Alguns conceitos básicos:
Oxidorredução Alguns conceitos básicos: • reação de oxidorredução: transferência de e- • oxidação: perda de e- • redução: ganho de e-

4 Agente Oxidante: causa oxidação, sofre redução (ganha elétrons).
Zn(s) Zn e- Oxidação 2H + + 2e- H2 Redução Agente Oxidante: causa oxidação, sofre redução (ganha elétrons). Agente Redutor: causa redução, sofre oxidação (perde elétrons).

5 Pilhas Transferência de elétrons entre diferentes substâncias na interconversão de energia química para elétrica ou vice-versa. Energia química elétrica (espontâneo) Energia elétrica química (ñ espontâneo) PILHAS / CÉLULAS GALVÂNICAS: • Luigi Galvani (1786) • (1800) – Alessandro Volta: 1ª pilha • Pilha de Daniell

6 F.E.M. (Força-Eletromotriz)
proporcional à intensidade de corrente elétrica Corrente é devido à d.d.p. dos eletrodos da pilha, ou seja, à facilidade com que os elétrons do metal (+reativo) passam para o menos reativo. Quantificar FEM (voltagem-padrão): medir o potencial elétrico do eletrodo, através de condições-padrão.

7 • Eletrodo formado por um metal imerso em solução 1M de íons desse metal
Temperatura de 25ºC Pressão de 1 atm Eletrodo referência: hidrogênio

8 Cálculo voltagem-padrão p/ Zn: FEM= Eoxi ânodo – Eoxi cátodo
FEM= Eoxi Zn – 0 O eletrodo de hidrogênio tem voltagem- padrão igual a zero. Os valores de potenciais-padrão são tabelados para a grande maioria dos elementos em solução aquosa a 25ºC.

9 Espontaneidade de reações redox
• se Etot > 0, a reação é espontânea • se Etot < 0, reação não-espontânea Se Etot = 0, a reação está em equilíbrio a concentrações-padrão.

10 Efeito da concentração na voltagem
Reação espontânea: aumento da [ ] dos reagentes, diminuição dos produtos. Reação menos-espontânea: diminui [ ] dos reagente, aumento produtos. Equação de Nernst: determinar o efeito da [ ] sobre a voltagem.

11 E = Etot – RT ln ([C] * [D] )
aA + bB cC + dD E = Etot – RT ln ([C] * [D] ) c d nF a b ([A] * [B] )

12 Corrosão de metais A maioria dos metais sofrem corrosão quando expostos à atmosfera. Exceções: platina e ouro. Abordaremos a corrosão do ferro.

13 Fe(s) + ½ O2(g) + H2O Fe(OH)2(s) 2 Fe(OH)2(s) + ½ O2(g) + H2O
Fe(s) Fe (aq) + 2e ½ O2(g) + H2O + 2e 2OH (aq) Fe(s) + ½ O2(g) + H2O Fe(OH)2(s) 2 Fe(OH)2(s) + ½ O2(g) + H2O 2Fe(OH)3(s) 2+ - - -

14 O produto final é um material solto, em flocos, denominado ferrugem.

15 Curiosidades: Pilha seca: reação química é irreversível Pilha Alcalina: mesmo funcionamento da pilha seca, a diferença é o rendimento e a introdução de KOH. Bateria Solar